FeNi42 合金（常对应 ASTM F30 标准，或类似国标如 GB/T 15018 中的 4J42 牌号）是一种经典的定膨胀铁镍合金。它以轧制棒材形式生产，并通过后续深加工（如钻孔、拉拔、旋压等）制成管道或管材。这类合金的核心特性在于其在特定温度范围内（尤其是室温至约400°C）具有与某些硬质玻璃、陶瓷或特定材料相匹配的热膨胀系数。这使得它在需要实现气密性、高强度封接的电子、电真空、半导体和能源领域至关重要。作为采购员，理解其成分、性能和关键生产要点是确保采购质量满足最终应用需求的基础。
FeNi42 合金的成分控制极其严格，这是保证其特定物理性能（尤其是热膨胀系数）的前提。主要成分范围如下：
镍 (Ni)： 41.0% - 43.0% (质量百分比)。这是决定合金热膨胀特性的最核心元素，含量必须精确控制在此狭窄区间内。偏离此范围会导致膨胀系数偏离目标值，无法实现有效匹配封接。
铁 (Fe)： 余量。构成合金的主体。
关键微量元素 (严格控制)：
碳 (C)： ≤ 0.05%。含量过高会损害加工性能、焊接性能和封接可靠性，并可能形成碳化物影响性能。
锰 (Mn)： ≤ 0.50%。通常作为脱氧剂存在，过量可能对膨胀性能有轻微影响。
硅 (Si)： ≤ 0.30%。脱氧剂，有助于改善熔炼流动性，但过高同样可能影响性能。
磷 (P) 和硫 (S)： ≤ 0.020%。有害杂质，会显著恶化热加工性能（热脆性）和冷加工性能，并降低韧性。要求含量越低越好。
其他 (如 Cr, Mo, Cu 等)： 通常有严格的限制（如各 ≤0.20%），避免引入不可控变量影响核心的热膨胀特性。
采购关注点： 必须要求供应商提供详细的材料成分报告（熔炼分析），确保所有元素，特别是镍含量，严格落在标准规定的范围内。这是保证材料性能一致性的根本。
热膨胀系数 (CTE - α)： 这是 FeNi42 最核心的价值所在。
平均线膨胀系数 (20°C - 400°C)： 通常在 ~5.0 × 10⁻⁶ /K 至 ~5.5 × 10⁻⁶ /K 范围内。这个值使其能够与特定的钼组玻璃（如 DM-305, DM-308 等）、某些陶瓷（如 95% Al₂O₃）以及可伐合金 (FeNi29Co18) 实现良好的热膨胀匹配。
低温膨胀特性： 在室温以下，其膨胀系数会降低。在约 -60°C 存在一个膨胀系数较低的拐点。
居里点 (Tc)： 约 360°C - 380°C。在此温度以下，合金具有铁磁性；以上则转变为顺磁性。膨胀曲线在居里点附近通常会出现一个明显的拐点（膨胀系数陡增），这是设计和选择封接工艺温度时必须考虑的重要因素。
机械性能 (退火态典型值)：
抗拉强度 (Rm)： 约 450 - 550 MPa。
屈服强度 (Rp0.2)： 约 250 - 350 MPa。
延伸率 (A)： ≥ 30% (通常可达 35-45%)。良好的塑性对于后续的管道成型（弯曲、扩口、缩口）和封接操作至关重要。
硬度 (HV)： 约 130 - 150 HV。
弹性模量 (E)： 约 140 - 150 GPa。
物理性能：
密度： 约 8.1 g/cm³。
电阻率： 约 0.55 - 0.65 μΩ·m。高于纯铁或低碳钢。
热导率： 约 15 - 20 W/(m·K)。相对较低。
熔点： 约 1430°C。
加工性能：
冷加工性： 良好。轧棒可以顺利地进行冷拉、冷轧、弯曲等成型操作以制造管道或复杂形状。但需注意，冷加工会显著提高其强度和硬度（加工硬化），同时降低塑性。对于要求高塑性的封接部位，通常需要在封接前进行最终退火。
热加工性： 在高温下（如 1000°C - 1200°C）具有良好的热塑性，适用于热轧、锻造等初始成型工艺。但需严格控制加热气氛（避免氧化、脱碳）和冷却速度。
焊接性能： FeNi42 通常可以使用多种方法焊接，如氩弧焊（TIG）、电子束焊（EBW）、激光焊等。关键是要严格控制焊接热输入，避免热影响区晶粒过度长大和脆化，并选用匹配的焊材。焊后通常需要退火以恢复性能并消除应力。钎焊也是常用的连接方法。
耐腐蚀性： 在干燥空气和某些非氧化性环境中表现尚可，但整体耐蚀性一般，远低于不锈钢。在潮湿大气、工业气氛、含硫环境和酸、碱介质中容易发生腐蚀（锈蚀）。在要求耐蚀的应用中，表面往往需要镀镍或镀金等保护层。其耐氧化性在高温下也有限。
原材料精选与熔炼： 采用高纯度铁、镍和其他添加剂。通常使用真空感应熔炼 (VIM)，这是关键步骤，能有效控制气体含量（O、H、N）和有害杂质（S、P），确保成分高度均匀和纯净。
铸造： 将熔融合金浇铸成钢锭。
热加工： 钢锭在高温下（1100°C - 1200°C）进行热轧或锻造，破碎铸造组织，形成初步的轧棒坯料。控制加热温度和变形量至关重要。
冷加工与中间退火： 热轧后的棒材通过冷轧或冷拉进一步精确控制尺寸、形状（如圆棒）和提升表面光洁度。冷加工会产生硬化，因此需要周期性的中间退火（通常在保护气氛或真空中，温度约 750°C - 900°C）来软化材料，恢复塑性以便后续加工。
制管： 轧制好的 FeNi42 圆棒可以通过多种方式制成管道：
钻孔+拉拔/轧制： 对实心棒钻孔获得毛坯管，再经冷拉或冷轧达到最终尺寸精度和表面要求。
挤压： 高温下将坯料挤压成管材（较少用于此类精密合金）。
焊接管： 将带材卷曲焊接成型（相对少见，因焊缝可能影响封接性能和一致性）。
成品热处理 (退火)： 最终冷加工成型的管道通常需要进行最终退火（保护气氛或真空，温度范围与中间退火类似，如 800°C - 900°C）。这步的目的是：
消除冷加工应力。
获得均匀细小的再结晶组织。
恢复并稳定合金的最佳塑性和特定的热膨胀性能，这对后续的封接工序至关重要。
精整与检验： 包括矫直、定尺切割、表面处理（如酸洗、抛光）、严格的尺寸公差检测、表面缺陷检查（划痕、裂纹、折叠等）、以及最重要的物理性能测试（膨胀系数、力学性能）和化学成分复验。
FeNi42 轧棒管道主要用于需要精确热匹配、高可靠性气密封接的场合：
电真空器件： 行波管、磁控管、速调管、真空开关管、X射线管等中的电极引线、支撑件、封接环/管壳。与钼组玻璃封接。
半导体与微电子封装： 某些高可靠性集成电路、功率器件、MEMS传感器、光电器件（如激光器）的管壳或引线框架（特别是需要与陶瓷封接的部分）。
能源领域： 如燃料电池、高温电池、特种灯泡（卤素灯、高压气体放电灯）的密封引出端子或结构件。
精密仪器仪表： 需要热尺寸稳定性的基准件、支架等。
成分符合性： 镍含量（41-43%）和杂质（C, P, S）控制是红线。必须索要权威的材质报告。
性能一致性： 关注供应商是否提供 20-400°C 平均热膨胀系数的测试报告，以及力学性能（尤其是延伸率） 是否满足要求。批次间稳定性至关重要。
状态与热处理： 明确采购的轧棒或管道是冷加工态（硬态）还是退火态（软态）。封接应用绝大多数要求软态（退火态），以保证最佳塑性和封接质量。了解供应商的最终热处理工艺和氛围控制（真空/保护气氛）。
尺寸精度与表面质量： 管道的内外径公差、壁厚均匀度、圆度、直线度以及表面光洁度（无裂纹、划伤、氧化皮）直接影响后续加工和封接良率。明确验收标准。
供应商资质： 选择在精密合金、尤其是膨胀合金领域有丰富经验和技术实力的供应商。考察其熔炼（VIM能力）、加工控制、检测手段（如膨胀仪）和质量体系。
特殊要求沟通： 如有特殊需求（如超低气体含量、特定表面处理、特殊包装防锈等），需在采购前明确沟通并在技术协议中规定。
成本与交期： FeNi42 是相对高价值的特种合金，成本受镍价影响大。平衡质量要求与成本，并关注供应商的稳定供货能力。
理解 FeNi42 的成分、性能、生产关键点及其应用场景，将极大帮助采购员准确评估供应商报价、把控来料质量，最终确保采购的轧棒管道能满足复杂严苛的封接应用需求。
镍铬合金是一个大家族，根据其具体的成分（尤其是镍、铬的比例，以及添加的其他关键元素如钼、铁、铝、钛、铌、钨等）和应用（耐高温、耐腐蚀、电阻加热、特殊性能），可以分为不同的类别和牌号。
以下是上海商虎有色金属有限公司一些主要的镍铬合金类别及其常见牌号：
一、耐腐蚀合金/镍基耐蚀合金
这类合金以优异的耐各种腐蚀介质（酸、碱、盐、氧化、还原）而闻名，也常兼具良好的高温性能。
Inconel 系列 (通常含镍量 > 50%，铬 14-23%，添加 Mo, Nb, Cu 等)：
Inconel 600： 基本型，耐高温氧化、耐腐蚀（特别是碱），抗氯离子应力腐蚀开裂。常用。
Inconel 601： 高铬高铝，抗氧化性极佳，尤其适用于高温氧化和渗碳环境。
Inconel 625： 含钼和铌，耐点蚀、缝隙腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂，高强度，焊接性好。应用极其广泛。
Inconel 617： 含钴，高温强度高，抗氧化性好，用于燃气轮机等极端高温环境。
Inconel 718： 含铌和钛，可通过时效硬化获得超高强度，同时具有良好耐腐蚀性和焊接性。应用最广泛的高强高温合金之一。
Inconel X-750： 时效硬化合金，高温强度高，抗氧化性好。
Inconel 690： 高铬（~30%），特别耐高温水腐蚀和应力腐蚀开裂，广泛用于核工业。
Incoloy 系列 (通常含铁量较高 > 10%，镍 30-45%，铬 19-23%，添加 Mo, Cu 等)：
Incoloy 800/800H/800HT： 耐高温氧化和渗碳，耐硝酸、苛性碱腐蚀，应用广泛（炉管、换热器）。H/HT 为高碳型，高温蠕变强度更好。
Incoloy 825： 含钼和铜，耐硫酸、磷酸及应力腐蚀开裂，特别适用于含硫环境。
Incoloy 925： 时效硬化合金，高强度，耐腐蚀（类似 825），用于油气工业。
Hastelloy 系列 (以耐强还原性酸和苛刻环境闻名，通常含高钼)：
Hastelloy C-276： 全能型耐蚀合金，耐强氧化和还原性酸、混合酸、卤化物、局部腐蚀（点蚀、缝隙腐蚀）。极其常用。
Hastelloy C-22： 比 C-276 更高的铬含量，耐氧化性介质和局部腐蚀更好，焊接性更优。
Hastelloy C-2000： 含铜，耐氧化性酸和还原性酸性能均衡。
Hastelloy B-2/B-3： 高钼，专为耐强还原性酸（如盐酸、硫酸）设计，但耐氧化性介质差。
Hastelloy X： 耐高温氧化和燃气腐蚀，高温强度好，用于燃烧室部件。
Monel 系列 (以镍铜合金为主，部分牌号含铬)：
Monel K-500： 镍铜合金添加铝钛时效硬化，高强度，耐海水腐蚀。本身不含铬，但常与镍铬合金并列讨论。
二、电热合金/电阻合金
专门设计用于制造电加热元件，要求在高温下具有高电阻率、稳定的电阻值、良好的抗氧化性和足够的高温强度。镍铬比是关键（如 80Ni-20Cr）。
Cr20Ni80： 中国牌号，最常用的镍铬电热合金之一（80% Ni, 20% Cr）。对应国际上的 Nichrome 80。
Cr15Ni60： 中国牌号（60% Ni, 15% Cr），含铁量较高，成本较低，使用温度稍低。
Cr30Ni70： 中国牌号（70% Ni, 30% Cr），使用温度更高。
Nichrome： 国际通用名称，常见牌号：
Nichrome 80： 对应 Cr20Ni80。
Nichrome 60： 对应 Cr15Ni60。
Nichrome 70： 含铁量低，性能更优。
Nichrome C： 更高铬含量，抗氧化性更好。
Inconel 600/601： 虽然主要归类为耐蚀/高温合金，但其电阻特性也使其常用于制造高品质或特殊要求的加热元件。
三、高温合金/超合金
专为极端高温环境（如涡轮发动机）设计，要求极高的高温强度、抗蠕变、抗氧化和抗热腐蚀性能。
变形高温合金：
Inconel 718： 如前所述，应用最广泛。
Inconel 625： 如前所述。
Inconel 617： 如前所述。
Inconel 713C： 铸造合金，但也常用于变形制品。
Haynes 230： 高铬高钨，抗氧化性极佳，高温强度好。
Waspaloy： 高强度时效硬化合金。
Udimet 720： 高强度涡轮盘材料。
Rene 41： 高强度，但焊接性差。
Nimonic 系列 (如 75, 80A, 90, 105, 115)： 英国发展的重要高温合金系列。
铸造高温合金：
IN-738： 耐热腐蚀性能优异。
IN-713： 常用涡轮叶片材料。
IN-718： 铸造版本。
IN-625： 铸造版本。
Rene 80：
Mar-M247： 高强度铸造合金。
K418/K419： 中国常用牌号。
四、其他特殊镍铬合金
NiCr 70/30, NiCr 80/20： 更通用的名称，指镍铬比例，常用于热电偶正极（如 K 型热电偶正极用 NiCr 90/10 或 NiCr 80/20）。
重要提示
牌号标准： 同一合金在不同国家或标准体系下可能有不同牌号（如美国 UNS 编号、中国 GB/T 牌号、德国 DIN/W.Nr.、日本 JIS 等）。例如：
Inconel 600 ≈ UNS N06600 ≈ NS312 (GB) ≈ 2.4816 (DIN/W.Nr.)
Incoloy 800 ≈ UNS N08800 ≈ NS111 (GB) ≈ 1.4876 (DIN/W.Nr.)
Hastelloy C-276 ≈ UNS N10276 ≈ NS334 (GB) ≈ 2.4819 (DIN/W.Nr.)
具体成分与性能： 以上列出的是一些代表性和最常用的牌号，每个系列下还有很多其他细分牌号，以满足特定需求（如更高的强度、更好的焊接性、特定的耐腐蚀性）。选择合金时，必须根据具体的应用环境（温度、介质、应力状态等）查阅详细的材料数据手册。
应用导向： 在选择牌号时，首先要明确主要需求是耐高温腐蚀、耐化学腐蚀、作为电热元件、还是承受高温高应力？这决定了应优先考虑哪一类合金。
总而言之，镍铬合金牌号众多，以上列举覆盖了主要的商业化和常用牌号。在实际应用中，务必结合具体需求并参考相关标准规范进行选择。
